(57)【要約】      （修正有）【課題】２次元スケッチデータから３次元モデルデータを作成する３次元リバースモデリングのために、オリジナルモデルデータから２次元スケッチデータを検出する方法を提供する。【解決手段】任意のモデルデータを検出Ｓ１００して入力される基準座標系の情報によって上記モデルデータのX軸、Y軸及びZ軸を設定Ｓ１１０し、上記設定されたモデルデータの２次元断面データを検出するための作業平面を設定する段階、上記モデルデータから検出する２次元断面データまたは検出位置を指定し、検出されたポリラインを上記作業平面に投影する段階、上記作業平面に投影された上記モデルデータの２次元投影断面データを検出し、曲率分布によって上記2次元投影断面データの特徴セグメントを区分する段階Ｓ１３０及び上記区分された２次元投影断面データの特徴セグメント連結による拘束条件及び数値情報を設定し、２次元スケッチデータを作成する段階を含む。【選択図】図２
2007299373.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法であって、
ａ)  任意のモデルデータを検出してユーザーから入力される基準座標系情報によって上記モデルデータのZ軸、Y 軸及びZ軸を設定し、上記設定されたモデルデータの2次元断面データを検出するための作業平面を設定する段階；
ｂ）上記モデルデータから検出する2次元断面データ又は検出位置を指定し、検出されたポリラインを上記作業平面に投影する段階；
ｃ)  上記作業平面に投影された上記モデルデータの2次元投影断面データを検出し、曲率の分布によって上記2次元投影断面データの特徴セグメントを区分する段階；  及び
ｄ）上記区分された2次元投影断面データの特徴セグメント連結による拘束条件及び数値情報を設定し、2次元スケッチデータを作成する段階を含むことを特徴とする3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項２】
段階ｂの上記2次元断面データは、上記作業平面から垂直にオフセットされた位置又は測定軸を中心に上記作業平面を回転させた位置に設定することを特徴とする請求項１に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項３】
段階ｂの上記2次元断面データは、上記作業平面を回転させてU-V座標系に変換し、U、V方向を設定することを特徴とする請求項１に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項４】
段階ｂの上記2次元断面データは、勾配が存在する場合、データから正確な断面を獲得するために勾配が与えられた測定範囲を設定し、上記設定された測定範囲に含まれるモデルデータのシルエットを上記作業平面に投影することを特徴とする請求項１に記載の3次元モデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項５】
上記測定範囲は、ユーザーが設定する両平面間領域であることを特徴とする請求項４に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項６】
上記勾配値は、上記両平面間距離をその底面にし、上記両平面上にそれぞれ投影された2次元断面データの大きさの差を高さにして形成される三角形のコサイン値であることを特徴とする請求項４に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項７】
段階ｂの上記2次元断面データは、上記作業平面に投影された特徴領域にユーザーが任意設定するポリラインの挿入やモデルデータから検出された第3の特定形状を持つポリラインのオーバーラップ段階を含むことを特徴とする請求項１に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項８】
段階ｃの上記作業平面に投影された特徴セグメントは、直線、円、円弧、自由曲線、矩形、多角形及びスロットのいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項９】
段階ｄの拘束条件及び数値情報は、上記2次元投影断面データの直線、円、円弧、自由曲線、矩形、多角形及びスロットを含む特徴セグメントからのフィット、またはユーザーが設定した上記特長セグメントの垂直、水平、平行、傾斜、接合、固定、一致、同一直線、同心、同一半径及び同一距離の中で少なくともいずれか一つを設定するための条件であることを特徴とする請求項１に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項１０】
上記拘束条件及び数値情報は、上記2次元投影断面データの特徴セグメント間内部公差によって自動設定、またはユーザーから入力されるデータによって受動設定・修正されるようにすることを特徴とする請求項９に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項１１】
上記受動設定及び修正対象の特徴セグメントは、上記2次元投影断面データの設定及び修正対象の特徴セグメントを構成する点の切点辺りでマウスのカーソルを自動固定させるスナップで選択されるようにすることを特徴とする請求項１０に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項１２】
上記2次元投影断面データの特徴セグメントは、ハイライトでディスプレイされることを特徴とする請求項１に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項１３】
上記作業平面に投影された2次元投影断面データの特徴セグメント、拘束条件及び数値情報は、互いにパラメータ化された連結によるものであることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一つの項に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項１４】
上記作成された2次元スケッチデータがフィーチャツリーの要素そしてディスプレイされることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一つの項に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【請求項１５】
上記モデルデータは、スキャンデータ、点群データ、メッシュデータ、一般CADデータ及び曲面を含めたCADデータのいずれか一つであることを特徴とする請求項１に記載の3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、3次元モデリングのための2次元スケッチデータの検出に関するもので、より詳細には、2次元スケッチデータで3次元モデルデータを作成する3次元モデリングのための2次元スケッチデータの検出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、CAD/CAM/CAEを活用するデジタル生産システムの運営において、部品における3次元CADモデルのようなデジタルモデルが必ず必要である。特に手作業による試作品や古い製品、ライバル製品、身体部分の形状測定などが典型的にリバースエンジニアリングを用いた複製分野の代表的な活用分野である。
【０００３】
このような複製作業プロセスを従来の作業体制と統合・運営するためには複製されたモデルがCADシステムで再活用できるように支援され、即時量産が可能な品質を保証する必要がある。
【０００４】
しかしながら、実際の製造現場での活用が可能な品質を保証するデジタルデータの獲得というのは決して簡単な作業ではない。
【０００５】
また、実際の部品や製品のスキャン作業から獲得したデータは、生産過程の中で設計されたCADモデルに比べある程度の誤差を持っている。またスキャン作業中に周辺環境やスキャナー自体の誤差率がデータを変化させる場合もある。
【０００６】
そのため、スキャンデータからCADのようなソリッドモデルを作成するというのは、相当難しいことであり、場合によってはソリッドモデルの作成が不可能という問題点がある。
【０００７】
また、試作品モデルをスキャンしてコンピュータ上でシミュレートし、物理的に加工した後、再び手作業で変更する作業を継続的に繰り返す場合、変更作業を行う過程でデジタルモデルの正確な形状情報が損傷又は変更される問題点があり、設計されたCADモデルと実際の試作品モデルとの間に差が発生する問題点がある。
【０００８】
また、上記スキャンデータ又はモデルデータから曲面フィットなどの方法で検出したモデルデータはパラメータ化された連結によるものではないため、ユーザーが新しい数値情報を入力するか間違ったモデルデータを修正しても上記特定部分のみ修正され、上記特定部分と連結された他の部分は修正されないという問題点がある。
【０００９】
また、上記曲面フィットなどの方法で検出したモデルデータの外部表面だけを検出し、正確な形状情報の獲得が難しいという問題点がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記問題点を解決するために、本発明は、任意のモデルデータから3次元モデリングのための2次元断面の特定領域を検出し、上記検出された2次元断面の特定領域についての断面形状及び数値情報がパラメータ化された連結で表示されるようにする3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、3次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから2次元スケッチデータを検出する方法として、任意のモデルデータを検出してユーザーから入力される基準座標系情報による上記モデルデータのX軸、Y軸及びZ軸を設定し、上記設定されたモデルデータから2次元断面データを検出するための作業平面を設定する段階；上記モデルデータから検出する2次元断面データ又は検出位置の指定で検出されたポリラインを上記作業平面に投影する段階；上記作業平面に投影された上記モデルデータの2次元投影断面データを検出し、曲率分布によって上記2次元投影断面データの特徴セグメントを区分する段階；及び上記区分された2次元投影断面データの特徴セグメントの連結による拘束条件及び数値情報を設定し、2次元スケッチデータを作成する段階を含む。
【００１２】
また、上記モデルデータから検出する2次元スケッチ領域を設定し上記作業平面に投影する段階で、上記2次元断面データは、上記作業平面から垂直にオフセットされた位置又は測定軸を中心に上記作業平面を回転させた位置に設定することを特徴とする。
【００１３】
また、上記モデルデータから検出する2次元断面データ又は検出位置を指定して検出されたポリラインを上記作業平面に投影する段階の上記2次元断面データは、上記作業平面を回転させてU-V座標系に変換し、U、V方向を設定することを特徴とする。
【００１４】
また、上記モデルデータから検出する2次元断面データ又は検出位置を指定し、検出されたポリラインを上記作業平面に投影する段階の上記2次元断面データは、勾配が存在する場合、測定されたモデルデータから正確な断面を獲得するために勾配が与えられた測定範囲を設定し、上記設定された測定範囲に含まれるモデルデータのシルエットを上記作業平面に投影することを特徴とする。
【００１５】
また、上記測定範囲は、ユーザーの設定する二つの平面間領域であることを特徴とする。
【００１６】
また、上記勾配値は、上記両平面間距離をその底面にし、上記両平面上にそれぞれ投影された2次元断面データの大きさの差をその高さとして形成される三角形のコサイン値であることを特徴とする。
【００１７】
また、上記モデルデータから検出する2次元断面データ又は検出位置を指定し、検出されたポリラインを上記作業平面に投影する段階の上記2次元断面データは、上記作業平面に投影された特徴領域にユーザーが任意で設定するポリラインを挿入するか、モデルデータから検出された第3の特定形状のポリラインをオーバーラップする段階を含むことを特徴とする。
【００１８】
また、上記作業平面に投影された上記モデルデータの2次元投影断面データを検出し、曲率分布によって上記2次元投影断面データの特徴セグメントを区分する段階の上記作業平面に投影された特徴セグメントは、直線、円、円弧、自由曲線、矩形、多角形、及びスロットのいずれか一つであることをその特徴とする。
【００１９】
また、上記区分された2次元投影断面データの特徴セグメントの連結による拘束条件及び数値情報を設定して、2次元スケッチデータを作成する段階の上記拘束条件及び数値情報は、上記2次元投影断面データの直線、円、円弧、自由曲線、矩形、多角形、及びスロットを含む特徴セグメントからフィットされるか、又はユーザーが設定した上記特徴セグメントの垂直、水平、平行、傾斜、接合、固定、一致、同一直線、同心、同一半径及び同一距離の中で少なくとも一つを設定するための条件であることを特徴とする。
【００２０】
また、上記拘束条件及び数値情報は、上記2次元投影断面データの特徴セグメント間内部公差による自動設定、又はユーザーから入力されるデータによる受動設定・修正されることを特徴とする。
【００２１】
また、上記受動設定及び修正対象の特徴セグメントは、上記2次元投影断面データの設定及び修正対象の特徴セグメントを構成する点の切点辺りで、マウスのカーソルを自動固定するスナップで選択されるようにすることを特徴とする。
【００２２】
また、上記2次元投影断面データの特徴セグメントは、ハイライトでディスプレイされることを特徴とする。
【００２３】
また、本発明は、上記作業平面に投影された2次元投影断面データの特徴セグメント、拘束条件及び数値情報は、パラメータ化された相互連結によるものであることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明は、上記作成された2次元スケッチデータがフィーチャツリーの一つの要素としてディスプレイされることを特徴とする。
【００２５】
また、上記モデルデータは、スキャンデータ、点群データ、メッシュデータ、一般CADデータ及び曲面を含めたCADデータのいずれか一つであることを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、添付された図面を参照し、本発明の望ましい実施例を説明する。
【００２７】
図1は、本発明による3次元モデリングのためのモデルデータの2次元スケッチデータ検出のためのシステム構成を示したブロック図である。図1で3次元モデリングのためのモデルデータの2次元スケッチデータ検出はモデリング対象物を測定するためのスキャナー(10)、モデリングシステムの全般的な制御とモデリングを行うリバースエンジニアリングの制御部(20)、スキャナー(10)から検出したスキャンデータ又は上記スキャンデータを変形したモデルデータをユーザーが確認できるように出力するディスプレイ部(30)、ユーザーから入力される設定用データを検出するユーザー入力部(40)、そして上記3次元スキャンデータ又はモデルデータ及び上記スキャンデータ、又はモデルデータから検出した2次元スケッチデータを保存するデータ保存部(50)を含む。
【００２８】
スキャナー(10)は、対象を測定してスキャンデータを獲得する構成で、望ましくは、3次元スキャナーである。
【００２９】
しかし本発明でモデリング対象になるモデルデータは、スキャナー(10)から検出した点群データやスキャンデータ、上記スキャンデータを変形して作成したモデルデータ、一般CADデータ及び曲面を含めたCADデータ、コンピュータなどの外部装置でグラフィックを通じて線分を連結し、多様な方法で作成したポリラインなどを含む。以下、モデルデータという。
【００３０】
リバースエンジニアリングの制御部(20)は、任意のモデルデータを分析し、ユーザー入力部(40)から入力される基準座標系の情報によって上記入力されたモデルデータのX軸、Y軸、Z軸を設定し、上記設定されたモデルデータの2次元断面データを検出するための作業平面を設定する。
【００３１】
また、上記作業平面に投影された上記モデルデータの2次元投影断面データを分析して2次元スケッチデータを作成・保存し、上記作成された2次元スケッチデータをディスプレイ部(30)にパラメータで表示する。ここで上記作業平面上に投影された3次元モデルデータの2次元断面データを2次元投影断面データとし、上記2次元投影断面データをフィットしたものを2次元スケッチデータと定義する。
【００３２】
また、作業平面に投影された2次元投影断面データの分布を曲率分布によって分析し、上記分析された2次元投影断面データの曲率分布によって上記2次元投影断面データの特徴セグメント(Segment、たとえば直線や円、円弧、自由曲線、矩形、多角形、スロットなど)を抽出する。そして上記特徴セグメントの座標系情報及び数値情報を検出する。
【００３３】
ここで曲率は、弧の長さでパラメータ化された曲線方向の変化率であり、上記作業平面に投影された2次元投影断面データの曲率分布で直線や円、円弧、自由曲線、矩形、多角形、スロットなどに構成された2次元投影断面データのシルエット(Silhouette)で表示できる。
【００３４】
また、上記検出された特徴セグメントの数値情報をパラメータとして、上記特徴セグメントの連結関係をパラメータで設定し、上記設定された特徴セグメント及び数値情報がディスプレイ部(30)に表示されるようにする。
【００３５】
ディスプレイ部(30)は、上記モデルデータとユーザー入力部(40)から入力されるX軸、Y軸及びZ軸の方向情報とリバースエンジニアリングの制御部(20)から作成された作業平面、そして上記作業平面に投影された2次元投影断面データと上記2次元投影断面データに基づいて作成された2次元スケッチデータの形成過程で検出した上記2次元投影断面データの特徴セグメント及び数値の情報がパラメータで表示されるようにし、望ましくフィーチャツリーで出力される。
【００３６】
ユーザー入力部(40)は、キーボードやマウスなどの入力手段で、ディスプレイ部(30)に表示されるモデルデータに基準座標系を設定するための設定情報、上記モデルデータの2次元投影断面データから検出した特徴セグメント及び上記特徴セグメントの数値情報を修正するための修正情報などを入力する構成である。
【００３７】
データ保存部(50)は、上記モデルデータやリバースエンジニアリングの制御部(20)から作成される2次元スケッチデータなどを保存する。
【００３８】
図2は、本発明による3次元モデリングのためのモデルデータの2次元スケッチデータの検出過程を示したフロー図であって、図1及び図2を参照して3次元モデリングのためのモデルデータの2次元スケッチデータの検出法を説明すると次のようである。
【００３９】
モデルデータの2次元スケッチデータを作成するリバースエンジニアリングの制御部(200)が上記モデルデータをスキャナー(10)又は外部装置(例えばコンピュータシステム)から検出し、上記検出されたモデルデータをディスプレイ部(30)で出力(S100)する。
【００４０】
つまり、図3のように、リバースエンジニアリングの制御部(20)は、スキャナー(10)及び外部装置でモデリング対象物のモデルデータ(100)を検出する。本実施例ではモデリング対象物を正六面体として、上記モデリング対象物の角にフィレットが形成されて射出作業のための勾配(Draft)が設定されている。
【００４１】
再び図1及び図2を参照すると、上記S100段階の実施後リバースエンジニアリングの制御部(20)は、モデルデータ(100)の座標設定のためにユーザー入力部(40)から入力される座標系の設定情報によってモデルデータ(100)のX軸、Y軸及びZ軸の基準座標系を設定(S100)する。
【００４２】
つまり、図4のように、ユーザーが正六面体のモデルデータ(100)を第1(110)、第2(120)及び第3領域(130)に区分し、上記区分されたモデルデータ(100)の2次元断面データを検出するための作業平面としてX-Y平面(200)、Y-Z平面(200)、Z-X平面(200)を設定する。
【００４３】
このとき、基準座標系を設定する一般的な方法は、基準になる3面、例えばX-Y平面(200)、Y-Z平面(210)及びZ-X平面(220)を設定し、上記各面が交差する位置に局部座標系(Local coordinate system)を作成し、上記作成された局部座標系をグローバル座標系に一致させる方法である。
【００４４】
また、基準座標軸を設定するその他の方法で、モデリング対象物のCADデータがある場合、上記CADデータの曲面とモデルデータの点間距離が最小化されるようにする方法や上記CADデータに事前定義されている基準点と、それに該当するモデルデータ上の点を探し、この点間距離が最小化されるようにする方法などがある。
【００４５】
また、作業平面とした上記のX-Y平面(200)、Y-Z平面(210)及びZ-X平面(220)を基本作業平面と設定することも、ユーザーが設定する任意の平面を作業平面に設定することも可能である。
【００４６】
再び図1及び図2を参照すると、上記S110段階でモデルデータの基準座標系の設定が終了されると、リバースエンジニアリングの制御部(20)は、モデルデータの2次元断面データを検出するための作業平面をモデルデータとともにディスプレイ部(30)に出力し、ユーザー入力部(40)から入力される検出情報によってモデルデータの2次元断面データを検出(S120)する。
【００４７】
つまり、図5のように、モデルデータの2次元断面データを抽出するために上記S110段階(図2参照)で基準座標系が設定されたモデルデータの第1領域(110)が作業平面(300)に投影されるようにする。従って、作業平面(300)に2次元投影断面データの投影部(310)が投影される。
【００４８】
このとき、検出対象の上記2次元投影断面データは、作業平面(300)から垂直にオフセットされた位置または測定軸を中心に作業平面(300)を回転させた位置から得られたモデルデータのセクションデータを作業平面(300)に投影させる。
【００４９】
また、作業平面(300)を回転させ、U-V座標に変換してU、V方向を設定することも可能で、後に特定2次元投影断面データのU、V方向を再設定することも可能である。
【００５０】
また、上記2次元投影断面データは、射出作業のための勾配が存在する場合、測定されたモデルデータから正確な断面獲得のために与えられた測定範囲を設定し(たとえばユーザーが指定した二つの作業平面間領域)、上記設定された測定範囲に含まれるモデルデータの輪郭(Silhouette)を作業平面(300)に投影することもできる。上記勾配が存在するモデルデータの2次元投影断面データの検出については、図8で詳細に説明する。
【００５１】
また、図1及び図2を参照すると、上記S120段階を行った後リバースエンジニアリングの制御部(20)は、作業平面(300)に投影された2次元投影断面データを曲率分布によって直線や円、円弧、自由曲線、矩形、多角形、スロットなどの特徴領域に区分して表示する(S130)。
【００５２】
つまり、リバースエンジニアリングの制御部(20)は、作業平面(300)に投影された2次元スケッチ領域を直線、円、円弧、自由曲線、矩形、多角形、及びスロットに自動分類してフィットする。
【００５３】
図6のように、作業平面(300)に投影された投影部(310)は、4つの直線(L1又はL4)と4つの弧(C1又はC4)に構成され、8つの代表点(P1又はP8)と表示される。
【００５４】
つまり、投影部(310)に投影された2次元投影断面データの曲率分布の分析結果、平面曲線の曲率が分布された点の始め点(P8)から曲面曲線の曲率が分布された点の始め点(P1)までは直線(L1)で表示し、曲面曲線の曲率が分布された始め点(P1)から平面曲線の曲率が分布された点の始め点(P2)までは円弧(C1)で表示する。平面曲線の曲率が分布された点の始め点(P2)から曲面曲線の曲率が分布された点の始め点(P3)までは直線(L2)で表示する。
【００５５】
また、曲面曲線の曲率が分布された始め点(P3)から平面曲線の曲率が分布された点の始め点(P4)までは弧(C2)で表示し、平面曲線の曲率が分布された点の始め点(P4)から曲面曲線の曲率が分布された点の始め点(P5)までは直線(L3)で表示する。曲面曲線の曲率が分布された始め点(P5)から平面曲線の曲率が分布された点の始め点(P6)までは円弧(C3)で表示する。
【００５６】
また、平面曲線の曲率が分布された点の始め点(P6)から曲面曲線の曲率が分布された点の始め点(P7)までは直線(L4)で示し、曲面曲線の曲率が分布された始め点(P7)から平面曲線の曲率が分布された点の始め点(P8)までは弧(C4)で表示することで、投影部(310)の2次元投影断面データの特徴セグメントを抽出できることになる。
【００５７】
また図7のように、モデルデータの2次元投影断面データの特徴セグメントを2つ以上の作業平面(300a及び300b)から抽出することもできる。
【００５８】
つまり、最適な投影部を抽出するために第1作業平面(300a)からモデルデータの2次元投影断面データの特徴セグメントの中で一部の特徴セグメント(例えば直線L1a、直線L2a、弧C1a及び円弧C2a)を検出し、上記モデルデータの残りの2次元投影断面データの特徴セグメントを検出するために、同軸上で第2作業平面(300b)に上記モデルデータの残りの2次元投影断面データ(例えば、直線L3a、直線L4a、弧C3a及び弧C4a)を投影して抽出した後、第1投影平面(300a)から検出したモデルデータの2次元投影断面データの一部の特徴セグメントとのオーバーラップで第3投影平面(300c)で結合し、多数の平面から検出した特徴領域を一つの投影平面から最適な投影部(310a)、つまり2次元投影断面データの特徴セグメントを検出できる。
【００５９】
再び図6を参照すると、作業平面(300)から自動フィットされて作成された特徴セグメントは、実際設計者の意図とは異なり、基準座標系から少しずつ離れた位置に事前設定された拘束条件(例えば、2次元投影断面データの特徴セグメントの間の垂直や水平、平行、傾斜、接合、固定、一致、同一直線、同心、同一半径及び同一距離など)なしに作成される。
【００６０】
つまり、2次元投影断面データのそれぞれの特徴セグメント間終点は互いに離れ、長さや半径などの値は設計数値で少しずつ誤差を持つことになる。これは、内部公差によって終点を自動又は受動に設定されるようにするためである。
【００６１】
つまり、図8のように、投影部(310)に投影された直線の終点(P7)と弧(C4b)の終点が基準距離内に入ると、相互一致させる。場合によっては、直線と弧の終点が互いに会うように延長して一致させることもできる。
【００６２】
また、3次元投影断面データ領域の切点でスナップ(Snapping)機能を利用し、ユーザーが新たな弧(C4)を設定して新しいスケッチ要素を作成することも可能である。つまり、スナップは、切点辺りでマウスのカーソルを自動固定し、ユーザーがC4b曲線を正しく設定するために、ユーザー入力手段(40、図1参照)のマウスのカーソルをP7またはP8点に移動する過程で、上記マウスのカーソルがP7点又はP8点のいずれか一つに設定された範囲に接近すると、マウスのカーソルが上記P7点又はP8点のいずれか一つの点にスナップで固定される。
【００６３】
以後ユーザーが固定された点(ここでは、P8点にマウスのカーソルが固定されたと仮定する)から、新たに設定される弧(C4)が連結されるP7点にマウスのカーソルを移動させると、ユーザーによって新しい弧(C4)が設定されるようにする。
【００６４】
また、終点からの傾斜方向が事前設定された角度内に入ると自動に接するように傾斜を設定することが可能で、角度や長さ、半径なども四捨五入や切捨てなどの基準によって自動設定する。
【００６５】
つまり、投影された特徴領域の両直線間角度が89．9として90を自動設定し、それぞれの特徴領域間垂直拘束条件を自動付与し、各特徴領域がパラメータ化された連結性を持つことになる。
【００６６】
また、モデルデータの投影部(310)の内側にユーザーが任意設定したポリラインを投影部(310)に作成するか、又はその他のモデルデータから検出した第3特徴形状、つまり四角形状の2次元スケッチデータをオーバーラップ(Overrap)して投影部(310)に設定されるようにすることも可能である。
【００６７】
図9は、勾配が設定されたモデルデータ(100a)の場合、正確な断面の2次元スケッチデータを検出することを表示したものである。
【００６８】
ここで、モデルデータ(100a)を設計した最初設計者は点線(A1)表示の正方形状で、モデルデータを設計する。しかし、金型からの射出などの方法で実際の製品を形成する過程で、正方形の設計データに勾配を付加することになる。
【００６９】
つまり、最初の設計データは点線(A1)に示すように設計されたが、設計者が金型作業のために勾配を設定する場合、直線(A2)に表示されたもののように、テーパー形状に変更される。一般的に与えられる勾配の角度は、0.5°〜 2°と設定される。
【００７０】
従って、スキャナーなどで測定したモデルデータの場合、直線(A2)で表示された形状の正方形が検出されるため、最初設定された形状、つまり点線(A1)で表示された最初の設計形状を検出する必要がある。
【００７１】
このとき、第4投影平面(300d)に投影された2次元投影断面データが最初設計された形状になって、検出対象の2次元断面データとなるが、第4投影平面(300d)に投影された2次元投影断面データは、加工のためのフィレットやラウンディングなどが付加され、正確な形状及び数値を検出することが難しい。
【００７２】
このために、まずモデルデータ(100a)の最低領域に第4投影平面(300d)を設定し、ユーザーの設定、または自動設定によって作成された2つの投影平面、つまり第5投影平面(300e)と第6投影平面(300f)をモデルデータ(100a)の任意の位置に配置する。
【００７３】
ここで、配置された第5投影平面(300e)と第6投影平面(300f)の距離(D1)と、第5投影平面(300e)と第6投影平面(300f)にそれぞれ投影された2次元投影断面データの長さ(D2及びD3)を検出することが可能なので、上記検出されたD1と(D2-D3)の長さを用いて勾配が設定された角度を算出できる。つまり、底面の長さと高さがわかる場合は、Sin、Cos、Tanで勾配値を算出する。
【００７４】
従って、第5投影平面(300e)と第6投影平面(300ｆ)から算出した勾配値でモデルデータ(100a)に設定された勾配値を検出し、上記勾配値に基づいて第4投影平面(300d)に投影された正確な2次元投影断面データを検出することになる。
【００７５】
未説明の部号300ｇは、モデルデータ(100a)の上段に設定された投影平面である。
【００７６】
再び図1及び図2を参照すると、リバースエンジニアリングの制御部(20)は、上記S130段階から抽出した上記2次元投影断面データの特徴セグメントの数値情報を抽出し、ディスプレイ部(3D)で表示(S140)する。
【００７７】
上記S140段階の実施後、リバースエンジニアリングの制御部(20)は、ユーザー入力部(40)から上記2次元投影断面データがオリジナルモデルデータと非常に異なるようになり、作業平面から獲得した2次元投影断面データの特徴セグメント又はユーザーが設定及び修正を要請する一部の特徴セグメントは、上記S130段階で自動設定された条件及び数値を確定して、ユーザーから数値情報などの修正要請が検出されるか否かを判断する(S150)。
【００７８】
自動設定されたそれぞれの特徴領域の拘束条件と数値情報の中で変更する拘束条件及び数値情報をユーザーが変更することもできる。
【００７９】
以下、図10又は図12を参照し、さらに詳細に説明する。
【００８０】
自動設定された投影部の拘束条件及び数値情報の中で、図10のように、L1 直線をユーザーが修正要請する場合、ディスプレイ部(30、図1参照)に例えば「スケッチ直線1」(420)のように表示され、L1直線の終点であるP8のX軸の値(440)及びY 軸の座標値(442)を検出してディスプレイ部(30)に表示する。
【００８１】
このとき、図示のように設定対象の直線(L1)は、厚い実線、または他の色に表示及びハイライトすることもでき、上記修正対象の直線(L1)を除外した残りのP2及びP3巻の直線(L2)、P4及びP5間直線(L3)、P6及びP7間直線(L4)は点線で表示されるか、または上記修正対象の直線(L1)の色とは異なる色に表示されるようにする。
【００８２】
また、始め点(P1)及び終点(P8)の座標値をユーザーが直接入力する方法以外に、コンボボックス(431、441)で修正することもできる。
【００８３】
また、上記直線(L1)は、現在表示される直線(L1)の座標値及び長さが保存されるようにする「フィット確認」(450)や現在保存された直線(L1)の座標値及び長さが削除されるようにする「フィット削除」(460)、現在表示中の直線(L1)を削除する「セクション削除」(470)などの設定情報をユーザー入力部(40、図1参照)から検出し、直線(L1)が設定されるようにする。
【００８４】
また、自動設定された投影部の拘束条件及び数値情報の中で、図11の表示のように、A1 曲線(弧)をユーザーが修正要請する場合、ディスプレイ部(30、図1参照)に例えば「スケッチ曲線」(500)のように表示され、A1曲線の中心X軸座標値(510)とY軸座標値(512)を表示し、上記A1曲線の半径値(520)を表示する。
【００８５】
また、上記A1曲線の始め点であるP8`のX軸座標値(530)及びY軸座標値(532)、A1曲線の終点であるP1`のX軸座標値(540)及びY軸座標値(542)を検出し、ディスプレイ部(30)に表示する。
【００８６】
このとき、図示のように、修正対象曲線(A1)は厚い実線、またはその他の色に表示及びハイライトすることも可能で、上記修正対象曲線(A1)を除外した残りのP2`及びP3`の間の直線(L2`)、P4`及びP5`の間の直線(L3`)、P6`及びP7`間直線(L4`)は点線、または上記修正対象曲線(A1)の色と異なる色に表示されるようにする。
【００８７】
また、中心、半径、出発点及び終点の座標値をユーザーが直接入力する方法以外に、コンボボックス(511、521、531及び541)で修正することもできる。
【００８８】
また、上記曲線(A1)は現在表示される曲線(A1)の数値情報が保存されるようにする「フィット確認」(550)、現在保存された曲線(A1)の数値情報が削除されるようにする「フィット削除」(551)、現在表示中の曲線(A1)を削除する「セクション削除」(552)などの設定情報をユーザー入力部(40、図1参照)から検出し、曲線(A1)が設定されるようにする。
【００８９】
また、自動設定された投影部の拘束条件及び数値情報の中でも、図12のように、R1又はR4のフィレット(Fillet)をユーザーが修正する場合、ディスプレイ部(30、図1参照)に例えば「スケッチフィレット」(600)のように表示され、そのフィレットの条件値を半径値(610)とともにディスプレイ部(30)に表示する。
【００９０】
このとき、図示のように設定対象のフィレット(R1またはR4)は厚い実線、又は異なる色に表示及びハイライトすることもできる。
【００９１】
また、各フィレットについてそれぞれ異なる条件値を設定することもできるし、上記半径値をユーザーが直接入力する方法以外に、コンボボックス(610)で修正することもできる。
【００９２】
また、図1及び図2を参照すると、上述のように修正された2次元投影断面データの特徴セグメントの変更及び表示を修正し、上記修正された数値情報及び特徴セグメントの拘束情報をディスプレイ部(30)に表示(S160)する。
【００９３】
上記S160段階の実施後、リバースエンジニアリングの制御部(20)は、上記S160段階で作成された2次元投影断面データを2次元スケッチデータに設定し、データ保存部(50)に保存する。
【００９４】
上記のように本発明は、対象物のモデルデータに基づいてモデリングを行い、モデリング作業の効率性向上とモデリング作業時間の短縮という利点がある。
【００９５】
また、スキャナーで獲得した対象物のスキャンデータ、点群データ、メッシュデータ、一般CADデータ及び曲面を含めたCADデータのモデルデータに基づき、上記モデルデータの2次元スケッチの特徴領域を自動抽出できる利点がある。
【００９６】
また、本発明は、2次元スケッチデータが互いにパラメータ化された連結性を持ち、新しい条件や情報などの修正時に自動更新できるという利点がある。
【００９７】
また、2次元スケッチデータの特徴領域の情報をリアルタイムで表示し、ユーザーの誤謬発見及び修正が容易な利点がある。
【００９８】
以上で本発明を特定の望ましい実施例について図示・説明した。しかし本発明は上述の実施例だけに限られるものではなく、本発明の属する技術分野で通常の知識を有する者ならば、以下の特許請求の範囲に記述された本発明の技術的な思想の中身を離れることなくいくらでも多様な方法で変更実施できるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明による３次元リバースモデリングのためのオリジナルモデルデータから２次元スケッチデータを検出するシステム構成を示したブロック図である。
【図２】本発明による３次元リバースモデリングのためのモデルデータの２次元スケッチデータ検出過程を示したフロー図である。
【図３】本発明による任意のモデルデータを示した斜視図である。
【図４】図３のモデルデータについて基準座標系の設定過程を示した例示図である。
【図５】図３のモデルデータの２次元断面輪郭を作業平面に投影する過程を示した例示図である。
【図６】作業平面上に投影された２次元断面輪郭を示した例示図である。
【図７】2次元断面輪郭を検出する他の実施例を示した例示図である。
【図８】作業平面上に投影された２次元断面輪郭の自動設定過程を示した例示図である。
【図９】勾配が設定された２次元断面輪郭を検出する実施例を示した例示図である。
【図１０】２次元断面輪郭の中で直線の設定過程を示した例示図である。
【図１１】２次元断面の中で曲線の設定過程を示した例示図である。
【図１２】２次元断面の中でフィレットの設定過程を示した平面図である。
【符号の説明】
【０１００】
10：スキャナー              20：リバースエンジニアリングの制御部
30：ディスプレイ部                    40：ユーザー入力部
100：モデルデータ                    110：第1領域
120：第2領域                          130：第3領域
200：X-Y平面                          210：Y-Z平面
220：Z-X平面                          300：作業平面
310：投影部                          420：直線情報
500：曲線情報                        600：フィレット情報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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